(57)【要約】      （修正有）【課題】回路のための電力源を一次電源（例えば、メイングリッド）から二次電源（例えば、バックアップ発電機）に安全に切り替える自動切替えスイッチ（ＡＴＰ）を提供する。【解決手段】自動切替えスイッチ（ＡＴＰ）１４０は、マイクロコントローラ１４２と、電流調整器１４４と、リレー１４６と、誘導コイルを含む回路１４８とを含み、電力が主電源から二次電源に逆伝播するの防止するように構成される。主電源はメイングリッドを含み、ＡＴＰは、主電力を開放／再接続する回路遮断器を介してメイングリッドに結合される。マイクロコントローラは、電流調整器およびリレーからの信号を受信し、グリッド電圧および高調波周波数を感知し、さらに安全信号と、電圧と、高調波信号とを含む出力信号を生成する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回路のための電力源を主電源（２００）から発電装置（１３０）に安全に切替えるための自動切替えスイッチ（ＡＴＰ）（１４０）であって、
マイクロコントローラ（１４２）と、
電流調整器（１４４）と、
リレー（１４６）と、
誘導コイルを含む回路（１４８）と
を含み、電力が前記主電源から二次電源に逆伝播するの防止するよう構成されたＡＴＰ。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＴＰであって、前記主電源はメイングリッドを含み、前記ＡＴＰは、主電力がリストであるときに開放するよう構成された回路遮断器を介して前記メイングリッドに結合された、ＡＴＰ。
【請求項３】
請求項１に記載のＡＴＰであって、前記発電装置は、バッテリまたは燃焼発電機を含むモジュール式電源を含む、ＡＴＰ。
【請求項４】
請求項１に記載のＡＴＰであって、前記回路（１４８）が変圧器、コンデンサバンク、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、インラインダイオード、およびヒューズをさらに含む、ＡＴＰ。
【請求項５】
請求項１に記載のＡＴＰであって、前記マイクロコントローラ（１４２）は、分路／電流調整器（１４４）およびリレー／接触器（１４６）からの信号を受信し、グリッド電圧および高調波周波数を感知するよう構成された、ＡＴＰ。
【請求項６】
請求項５に記載のＡＴＰであって、前記マイクロコントローラは、さらに安全信号と、電圧と、高調波信号とを含む出力信号を生成するよう構成された、ＡＴＰ。
【請求項７】
請求項１に記載のＡＴＰであって、前記ＡＴＰを壁ソケット（１１０ｂ）に接続する安全コネクタ（１４１）をさらに含むＡＴＰ。
【請求項８】
請求項７に記載のＡＴＰであって、前記ＡＴＰ１４０は、前記主電源から前記発電装置への逆給電を制限するよう設計された方向性電圧回路をさらに含む、ＡＴＰ。
【請求項９】
請求項８に記載のＡＴＰであって、前記安全コネクタ（１４１）は「雄型」プラグによるユーザとの意図されない接触を防止するための保護を含み、前記雄型プラグが前記壁ソケットに係合するときに前記保護が係脱する、ＡＴＰ。
【請求項１０】
回路のための電力源を、主電源（２００）からバッテリを含むモジュール式電源（１３０）に安全に切替えるための自動切替えスイッチ（ＡＴＰ）（１４０）であって、
マイクロコントローラ（１４２）と、
電流調整器（１４４）と、
リレー（１４６）と、
誘導コイル、変圧器、コンデンサバンク、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、インラインダイオード、およびヒューズを含む回路（１４８）と、
前記主電源から前記モジュール式電源への逆給電を制限するための方向性電圧回路と
を含み、
前記ＡＴＰは、電力が前記主電源から前記モジュール式電源に逆伝播することを防止するよう構成され、
前記マイクロコントローラ（１４２）は、分路／電流調整器（１４４）およびリレー（１４６）からの信号を受信するよう構成され、グリッド電圧および高調波周波数を感知し、安全信号と、電圧と、高調波信号とを含む出力信号を生成する、
ＡＴＰ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電力システムに関し、より詳細には、回路のための電力源を一次電源（例えば、メイングリッド）から二次電源（例えば、バックアップ発電機）に安全に切り替えるための自動切替えスイッチ（ＡＴＰ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーティリティが遮断すると、その影響は大きくも小さくもなり、その期間は長くも短くもなり得る。このような電力遮断の原因は、同じく多様で、画然としている。原因や期間に関わらず、停電は、ビジネス、安全および衛生に影響を及ぼす。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
停電の影響を軽減するための解決策はしばしば、建物の改修を要し、ひいては電気技師やプロフェッショナルサービスを要する、複雑な電子機器やシステムを必要とする。いくつかのケースでは、これらの改修を施すことが難しいことがある。例えば、集合住宅居住者や一時的に場所を占有している人は、停電に対処するための必要な改修を施すことができないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、電気のプロフェッショナルまたは建物や住居の改修を必要としない、ユーティリティ電力から別の電力源へのシームレスな移行を提供するための単純な方法を提供することによって、前述の課題を解決する。本明細書では、電力生産の装置、デバイス、または複数のデバイスから電力を伝送することができるデバイス（コードの形態であってもよい）を説明する。独創的な本システムは、電力を生産し、その電力を１つまたは複数の回路に伝送し、それによって当該回路に電気接続された全てのデバイスおよび装置に電力を供給することができる。多くの場合、このシステムがなければ、当該回路に接続されたデバイスは電気技師の力を借りずに電力を供給することは不可能か、または非常に難しい。独創的な本システムのさらなる特徴を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】マイクログリッドにおける独創的なＡＴＰを、発電装置と壁ソケットとの間に適合されたＡＴＰを用いて示す図である。
【図２】独創的なＡＴＰの例示的な実施形態のブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【０００６】
以下に、電気技師が対応して新しい住宅設備を設置する必要性、または、建物を改修して停電中にシームレスな無停電電力またはバックアップ電力を供給する必要性を軽減または解消するために採用され得るデバイスを開示する。本デバイスは、如何なる状況でも全てのユーザに対して安全であり、バックアップ電力および無停電電力を供給するために使用される発電装置を保護する。
【０００７】
独創的な本デバイスは、電力生産装置、デバイスまたは複数のデバイスから電力を伝送するコードの形態で具現化されることができる。独創的な本デバイスは、電力を生産し、その電力を回路に転送することができ、それによって、当該回路に電気接続された全てのデバイス／装置に電力を供給することができる。多くの場合、このデバイスがなければ、当該回路に接続されたデバイスは電気技師の力を借りずに電力を供給することは不可能か、または非常に難しい。
【０００８】
開示されたデバイスおよびプロセスは、グリッドと独立した装置から電力を供給される壁コンセントに差し込む電気コードと同等に単純であってよい。回路は、逆起電圧から保護するために提供される。この回路は、自動制御可能であってよく、必要な時に、正しい、決められた方向に電圧を通すことを可能とする。物理的な保護は、意図しない電気的接触から電気接続部を保護するシュラウドを含むことができる。電圧感知回路は、接点リレーを利用することができる。特定の回路または回路の組を接続解除または「遮断」するプロセスは、自動的であってよく、かつ、一般的に建物や住宅に見られるような回路遮断器を開放するための電圧感知デバイスによって管理されてよい。このデバイスはまた、回路を開放し、より大きなグリッドから遮断することができる。このデバイスは、回路遮断器への付加物であるか、または回路遮断器自体に統合されていてもよい。システム全体のうちのこの部分は、主デバイスを用いて電力を供給するよう意図される対象回路の回路遮断器を開放するために、単純に人的相互作用を要することがある。
【０００９】
図１に示すように、全体的なシステムは、回路レベルのマイクログリッド１００およびユーティリティグリッド２００を含む。マイクログリッドは、いくつかの壁ソケット１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと、電気装置１２０ａ、１２０ｂ、…１２０ｅと、発電装置１３０とを含む。発電装置は、２０１９年６月１７日に出願された米国特許出願第１６／４４３，２６６号、「Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｐａｃｋ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｖｏｌｔａｇｅ  Ｂｕｓ（複数段電圧バスを用いたモジュール式バッテリパックシステム）」に記載の種類のモジュール式電源であってよい。本システムは、発電装置１３０とソケット１１０ｂとの間に結合された、独創的なＡＴＰ１４０をさらに含む。図示するように、コードまたは類似のデバイス１４１は、ＡＴＰ１４０をソケット１１０ｂに接続するために使用される。図１のシステムの残りの部分は、パネルボックス２１０および回路遮断器２２０を含み、これらはユーティリティグリッドに直接接続される。
【００１０】
図２に示すように、ＡＴＰ１４０の例示的な実施形態はマイクロコントローラ１４２、電流調整器１４４、およびリレー１４６を含む。さらに、ブロック１４８は誘導コイル、変圧器、コンデンサバンク、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、インラインダイオード、およびヒューズを含む。マイクロコントローラ１４２は、分路／電流調整器１４４およびリレー／接触器１４６から信号を受信し、グリッド電圧および高調波（ｈａｒｍｏｎｉｃ）周波数を感知するよう（ソフトウェアまたはファームウェアを用いて）構成される。図示するように、マイクロコントローラからの出力信号は、安全信号と、電圧と、高調波（ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）信号とを含む。一般的に、ＡＴＰは、電力がユーティリティグリッド２００から発電装置１３０に逆伝播することを防止するよう構成される。
【００１１】
壁に接続するデバイス（コード）１４１は、壁コンセントまたはソケット１１０ｂに最初に差し込む安全なインタフェースを要することがある。この方法は、デバイスが回路に適切に接続されたことを機械的または電子機械的に伝えることができる物理的に保護された装置に、安全コネクタを最初に差し込むための、安全な手段をユーザ／オペレータに提供する。
【００１２】
回路遮断器２２０は、イベントに基づき、回路を「遮断」するための電気的および機械的な構成要素を含む。デバイスはまた、電力が回復した際に回路を再接続することができてもよい。このことは、ユーザ入力またはアプリケーション入力の有無に関わらず発生し得る。
【００１３】
ＡＴＰ１４０は、ユーティリティまたはグリッド回路から発電装置への逆給電を制限するよう設計された方向性電圧回路を使用する。この回路は、より高い電圧をユーティリティまたはグリッドから保護し、発電装置が損傷することを防ぐ。
【００１４】
デバイスまたはコード１４１は、「雄型」プラグをユーザ、オペレータ、またはその他との意図しない「接触」から保護し、意図しない「イベント」から保護する。この保護は、雄型プラグが回路上のソケットまたはコンセントに係合する場合に、係脱する。
【００１５】
発電装置１３０は、バッテリまたはガス、ディーゼルまたはその他の燃焼燃料発電機を含んでよい。
【００１６】
結論
独創的な本システムは、以下の特徴および利点を提供する。
【００１７】
・電圧感知回路を用いて、ユーザまたはオペレータを潜在的な電撃から保護する方法およびデザイン。
・電気コンセントと対になることができる結合デバイス、および、逆給電防止または双方向性制御回路と電力生産デバイスとを組み合わせる、分離された電気コードまたはデバイスの方法およびデザイン。
【００１８】
・ユーティリティ逆給電から保護するデバイス。
・ユーティリティ電力または回路レベルの電力を感知することができるデバイス。
・感知電圧に基づく所定の動作によって、ローカルに格納されたパラメータに基づいて制御されることができるデバイス。
【００１９】
・特定イベント中に、または命令によってトリガされることができる遠隔システムまたはネットワーク化されたシステムとの通信に基づいて制御されることができるデバイス。
・意図しない電気接触から保護するための保護カバーの方法およびデザイン。
【００２０】
・有鍵シュラウドまたは、意図した結合においてのみ係合されることができる物理接触システムの方法およびデザイン。
・電気コンセントまたはソケットに接続することができる離脱可能な差し込みプラグを受容または受信するデバイス。
【００２１】
・電圧を感知し、電力生産装置と周波数の位相を通信し、電力生産装置が位相を一致させるか、位相の異なる電力を供給することを可能とするデバイスの方法およびデザイン。
【図１】
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【図２】
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